Психогенетика общих способностей

Перед изложением результатов психогенетических исследований следует дать несколько пояснений, касающихся основных положений психогенетики, относительно новой для российской психологии специализации. Более подробное изложение аналогичного материала содержится в обзоре Б. И. Кочубея [1].

Сначала дадим некоторые определения. Психогенетика изучает влияние генотипа и среды на фенотипическую изменчивость поведения. Как правило, основным способом психогенетического исследования является определение внутрипарного сходства поведенческих признаков монозиготных и дизиготных близнецов, а также родителей и детей (как родных, так и приемных). Монозиготными (МЗ) называются близнецы, содержащие идентичный набор генов. У дизиготных (ДЗ) близнецов только половина генов одинакова. Аналогичный генетический набор имеют сиблинги (родные братья и сестры). В психологических исследованиях анализируются вариации (дисперсии) признаков в родственных парах и между ними до 3-й степени (1-я степень: родители-дети, дизиготные и монозиготные близнецы, сибсы; 2-я степень: дедушки (бабушки)-внуки, дядя (тетя)-племянники; 3-я степень: кузены и другие родственники).

Популяцией называется совокупность индивидов, населяющих определенную территорию и вступающих в браки между собой чаще, чем с другими представителями вида. Любой параметр, по которому представители популяции отличаются друг от друга, называется признаком. Конкретное значение признака у индивида называется фенотипом. Различие между индивидами популяции измеряется фенотипической дисперсией. Общая дисперсия (Vp) признака складывается из дисперсий, определяемых генотипом (G) и средой (Е).

Применяется ряд моделей, представляющих отношения вкладов среды и генотипа в фенотип. Наиболее распространенными являются однофакторная, двухфак-торная ортогональная и двухфакторная неортогональная модели.

Однофакторная модель предполагает, что отклонение индивидуального фенотипа от генотипического значения определяется средовым влиянием (средовое отклонение). Генотипическое значение признака отождествляется со средним фенотипическим значением, а средовое влияние – с дисперией. Корреляция их равна нулю.

В двухфакторной ортогональной модели эффект среды рассматривается в качестве самостоятельного фактора, а не в качестве отклонения от среднего фенотипического значения признака, определяемого генотипом.

В результате учитывается не только генетическая (VQ) и средовая (VE) составляющие, а и составляющая, зависящая от взаимодействия генотипа и среды (VEG). Эта составляющая равна нулю только при аддитивности генотипа и среды. Учет взаимодействия генотипа и среды основан на предположении, что изменение одной характеристики среды может приводить к разным фенотипным эффектам при различных генотипах.

Наконец, двухфакторная неортогональная модель используется наиболее часто. В ней учитывается не только эффект взаимодействия генотипа и среды, но и взаимосвязь генетической и средовой составляющих. Этот компонент отражает неравномерность распределения индивидов с различными генотипами по различным средам. Соответственно при равномерном распределении популяционных генотипов по средам ковариация Cov(GE) равна нулю.

Основное уравнение модели выглядит следующим образом:

VP = VQ + VE + VEG + 2Cov(GE),

где Vp – общая дисперсия признака; VQ – дисперсия, обусловленная генотипом; VE – дисперсия, обусловленная средой; VEG – дисперсия, обусловленная взаимодействием генотипа и среды; Cov (GE) – генотип-средовая ковариация. Причин неравномерного распределения генотипов по типам среды может быть несколько:

1) активный поиск индивидами благоприятной среды; 3) создание родителями, обладающими определенным генотипом, среды, благоприятствующей проявлению данного генотипа у детей, или наоборот – создание условий, препятствующих развитию соответствующих признаков у детей.

Наличие ковариации генотип-среда затрудняет анализ данных, поэтому часто при сравнении МЗ и ДЗ близнецов полагают, что ковариация генотип-среда равна нулю. Общий интеллект: 0,62.

Все эти исследования подвергались в разное время критике за отсутствие контроля влияния экспериментатора на результаты тестирования, нерепрезентативность выборок, искусственное завышение сходства близнецов по личностным характеристикам из-за особенностей процедуры отбора испытуемых и т.д. Не удалось выявить значимые корреляции между степенью дифференцированности родительского отношения к близнецам и показателями интеллекта: среда влияла на уровень интеллекта, но не оказала влияния на степень внутрипарного сходства близнецов. Не оказывал влияния на сходство близнецов по интеллекту и стиль семейного воспитания, хотя сам уровень интеллекта зависел от того, сколько времени с детьми проводил отец.

Влияние генетической составляющей на различия в общем интеллекте равно как минимум 0,50. Причем данные исследования весьма надежны и воспроизводятся на разных выборках, разными исследователями, в разное время и в различных этнокультурных условиях.

Рассмотрим более детально, какова доля генетической детерминации индивидуальных различий при развитии специальных познавательных способностей.

Первоначально исследователей интересовало различие в показателях наследуемости вербального и невербального интеллекта. В качестве наиболее распространенного инструмента для подобных исследований большинство психогенетиков выбрало тест Д. Векслера.

С. Ванденберг выявил значимые различия в величине показателя наследуемости способностей, тестируемых отдельными субтестами шкалы Векслера: наибольший показатель наследуемости был у способностей, тестируемых вербальной шкалой («Общая осведомленность», «Арифметический», «Общая понятливость», «Словарный», «Шифровка», «Сходство»), а также у субтестов невербальной шкалы «Кубики Косса» и «Последовательные картинки». Между тем по субтестам «Сложение фигур», «Недостающие детали» различия между группами МЗ и ДЗ близнецов оказались незначительными. Более того, различия в уровне вербального интеллекта в целом более генетически детерминированы, чем в уровне невербального интеллекта. Влияние средовой составляющей на невербальный интеллект гораздо более значительно [8].

Наиболее полное и интересное исследование провел в 1979 году Р. Роуз: он сравнивал семьи взрослых МЗ близнецов, их супругов и детей. Исследование проводилось, в частности, для выявления влияния так называемого «материнского эффекта»: при его наличии полусибсы, матери которых являются МЗ близнецами, будут обладать большим сходством по уровню интеллекта, чем полусибсы, у которых отцы МЗ близнецы. Этот эффект выявился только для двух субтестов шкалы Векслера. Кроме того, был обнаружен аддитивный характер наследования способностей, входящих в структуру невербального интеллекта.

Наконец, Дж. Горн с коллегами (1982), анализируя результаты техасского исследования, пришел к выводу, что показатели невербального и вербального интеллекта в равной мере детерминированы генотипом, но изменчивость невербального интеллекта в большей мере обусловлена семейной средой [9].

Если взять за основу факторную структуру способностей (по Терстоуну), то становится очевидно, что многочисленные исследования практически полностью воспроизводят один и тот же порядок, показывающий меру генетической детерминации тех или иных способностей. В наибольшей мере генетически детерминированы уровни развития вербальных способностей (V-factor), пространственные (S-factor), беглость речи (W-factor). Относительно математических способностей результаты, полученные в различных исследованиях, расходятся.

Однако особое внимание исследователи уделяют пространственным способностям (в смысле Л. Терстоуна и М. Мерфи). В психологии устоялась точка зрения, согласно которой пространственный интеллект относительно независим от скоростного, измеряемого групповыми тестами интеллекта (а по некоторым данным – корреляция между ними отрицательная), и, более того, в некоторых исследованиях выявлена отрицательная корреляция пространственных и вербальных способностей. Пространственный интеллект является одной из основных специальных познавательных способностей (по данным Дж. Дефриза). Как мы уже отмечали, Терстоун выделяет две основные составляющие пространственного фактора: во-первых, это способность к мысленному вращению двух-или трехмерных объектов в пространстве (пространственное воображение); во-вторых, ряд способностей, определяющих успешность опознания пространственных конфигураций при изменении их ориентации (коррелирует с «полеза-висимостью-поленезависимостью», успешностью решения сенсомоторных задач и пр.).

Од нако исследования Д. Гудинафа и его коллег [10], проведенные с помощью методов генетических маркеров, не выявили единого механизма наследования пространственных способностей. Гудинаф отобрал для исследования 30 семей, в каждой из которых было не менее трех сыновей. В качестве «генетических маркеров» брались красно-зеленая цвето-слепота (дальтонизм) и одна из групп крови (XYa). Пара братьев, совпадающих по одному из генетических маркеров, сравнивалась с парами братьев, различающихся по этому маркеру. Предполагалось(по механизму сцепленного наследования), что если у братьев, совпадающих по маркеру, сходство по уровню развития пространственных способностей будет больше, чем у братьев, различающихся по маркеру, то пространственные способности детерминированы генетически. Были использованы 7 различных тестов пространственных способностей. В итоге не выявлено единого генетического механизма детерминации различий в пространственных способностях [2].

Что касается «полезависимости-поленезависимости», тестируемой с помощью теста «Включенных фигур» Н. Уиткина или с помощью теста «Стержень– рамка», то, по данным Н. С. Егоровой, сходство в результатах, показываемых МЗ близнецами, очень велико (г = 0,70), между тем корреляции у ДЗ близнецов очень низки 0 < г < 0,24.

Хотя М. С. Егоровой и удалось выявить влияние распределения ролей в паре МЗ близнецов (внутрипарное сходство оказалось выше в группах со стабильным распределением ролей без явного лидерства), но генетическая детерминация полезависимости оказалась очень велика.

Наиболее противоречивы результаты исследований генетической детерминации математических способностей.

В исследовании Т. Фога и Р. Пломина [11] не выявлено наследуемости математических способностей, а в исследованиях А. Гарфинкеля, Дж. Лоэлина и Р. Николса [12] были выявлены значимые различия внутригрупповых корреляций МЗ и ДЗ близнецов. Правда, исследование А. Гарфинкеля проведено в русле концепции Ж. Пиаже о природе интеллекта, и в качестве экспериментальных проб были использованы 15 задач Ж. Пиаже. В экспериментальную группу вошли 197 монозиготных и 72 дизиготные пары 4-8-летних близнецов. Оказалось, что наследственные факторы и образование родителей обусловливают 50 % вариантности показателей логического мышления по Ж. Пиаже. Но возникает закономерный вопрос, тождественны ли математические способности уровню развития интеллекта по Ж. Пиаже.

Существует масса обзоров, обобщающих данные близнецовых исследований. К числу наиболее известных относится обзор Р. Николса, содержащий сводку 211 исследований [12].

Наибольшая разница величин внутрипарных корреляций между моно– и дизиготными близнецами наблюдается в уровне развития пространственного мышления, способности к логическим рассуждениям, в точности и успешности освоения языков, а также в успешности изучения специальных дисциплин (возможно, определяется вербальным интеллектом). Наименьшая разница между МЗ и ДЗ близнецами – в уровне развития дивергентного мышления. Обобщение данных десяти психогенетических исследований дивергентного мышления, проведенное Николсом, свидетельствует, что генотип определяет не более 22 % дисперсии дивергентного мышления. Напомню, что для общего интеллекта этот процент близок по данным Айзенка к 70-80. Напрашивается вывод (подкрепленный многими исследованиями), что креативность, в отличие от интеллекта, в большей мере детерминирована средовыми влияниями, нежели интеллект (если считать основой креативности дивергентное мышление).

Общие способности в большей мере генетически детерминированы, чем специальные; различия в уровне вербального интеллекта в большей мере обусловлены наследственностью, чем различия в уровне невербального интеллекта.

Сегодня исследователи не удовлетворяются регистрацией сходств – различий корреляций показателей МЗ и ДЗ близнецов и организуют лонгитюдное исследование. Наиболее известным является Луисвилльское исследование, проводившееся с 1957 года до середины 80-х годов. В нем было прослежено развитие 500 пар МЗ близнецов от 0 до 15 лет. Параллельно исследовалось 950 пар сибсов.

План исследования включал тестирование уровня интеллекта по сопоставимым шкалам. Тестирование до 2 лет проводилось по шкале Бейли, с 2,5 до 3 лет интеллект тестировался с помощью шкалы Стэнфорд-Бине, позже использовались версии шкалы Векслера для дошкольников, младших школьников и подростков. Каждого близнеца тестировали разные экспериментаторы.

В результате была выявлена общая закономерность: возрастание в течение первых 15 лет жизни внутрипарного сходства показателей интеллекта у монозиготных близнецов и падение показателей сходства у дизиготных близнецов. Более того, профили индивидуального развития у монозиготных близнецов более сходны, чем у дизиготных близнецов. Причем уровень корреляции показателей общего интеллекта у МЗ близнецов был равен уровню надежности теста (г = 0,85).

Тестирование близнецов, их братьев и сестер (в возрасте 8 лет) показало, что величина корреляции общего и вербального интеллектов для дизиготных близнецов, сибсов, а также сибсов и членов близнецовой пары практически одинакова. Сходство семейной среды и генотипов влияет на интеллект близнецов и неблизнецов в одинаковой мере (кроме МЗ близнецов – сходство их интеллектов определяется генотипом). И вместе с тем, начиная с 2 лет, увеличивается корреляция интеллекта с такими характеристиками семейной среды, как образование родителей, социально-экономический статус, когнитивные и личностные особенности матери, «адекватность среды личностным особенностям детей» и т. д.

В Чешском лонгитюдном исследовании замеры интеллекта проводились ежегодно. Данные, полученные чешскими исследователями, аналогичны результатам Луисвилльского лонгитюда: после четырех лет уменьшается сходство фенотипа близнецов, а показатель наследуемости общего интеллекта растет. К 6-7 годам он превышает величину 0,50. Пожалуй, только в исследовании Н. С. Кантонистовой [13], которая применяла тест Векслера (возраст 7-10 лет), выявлено увеличение влияния средовых факторов на разброс показателей интеллекта. Причем коэффициент наследуемости был выше 0,50 для шести субтестов. Наконец, в работе М. С. Егоровой с коллегами [14] получены результаты, в еще большей мере отличные от данных, полученных американскими и европейскими психогенетиками. Исследование проводилось с помощью теста Векслера (адаптация А. Ю. Панасюка) на выборках монозиготных и дизиготных близнецов в 6,5 года, в 7,5 и в 9,5 года. Было выявлено увеличение сходства в уровне развития невербального интеллекта у МЗ близнецов от 6,5 до 7,5 года, а затем снижение к 9,5 годам. У ДЗ близнецов сходство в уровне развития невербального интеллекта с возрастом уменьшается, общего – уменьшается к 9,5 годам, а вербального – возрастает к 7,5 годам и возвращается к прежнему уровню к 9,5 годам.

Для общего интеллекта увеличивается показатель наследуемости и уменьшается показатель влияния среды. Для вербального интеллекта в 6,5 года и в 9,5 года коэффициент наследуемости более 0,50 и лишь в 7,5 лет дисперсия определяется средовыми влияниями. Наконец, вариантность невербального интеллекта в 6,5 года в большей мере, чем в школьном возрасте, определяется влиянием среды, а при переходе к школьному возрасту вклад генотипа увеличивается в два раза.

Авторы интерпретируют результаты с позиций средового подхода: вербальный характер обучения в школе, жесткие требования к развитию речи способствуют выравниванию этих показателей в группах монозиготных и дизиготных близнецов. Кроме того, школа не дает на первых порах проявить ребенку индивидуальные способности (уровень вербального интеллекта снижается). Невербальный интеллект не подвергается целенаправленному воздействию среды и поэтому развивается под влиянием генетической детерминации. С этой интерпретацией согласуется и более высокая положительная корреляция показателей интеллекта, измеренных в 6,5 года с аналогичными измерениями в 7,5 и в 9,5, чем последних между собой: влияние первичной адаптации к школе сказывается на результатах тестирования.

В ряде других исследований просматривалось влияние интеллекта родителей (родных или приемных) на интеллект детей.

Крупнейшими из реализованных к настоящему времени программ являются Гавайское семейное исследование, Техасское исследование, Колорадское и Мин-несотское исследования приемных детей.

В Гавайском исследовании сопоставлялись интеллектуальные показатели сиб-сов, детей и родителей, а также родителей между собой. Тестировались пространственные и вербальные способности, скорость и точность восприятия, а также зрительная память и общий интеллект. Выявились более высокие корреляции между родителями и детьми по общему интеллекту и по пространственным и вербальным способностям, чем по скорости восприятия и зрительной памяти. При этом корреляции были выше между показателями матерей и детей, чем отцов и детей. Показатель наследуемости общего интеллекта Н равен примерно 0,50 %.

В Техасском исследовании сопоставлялись результаты тестирования 300 семей. Исследователей интересовали соотношения интеллекта родителей и их детей (собственных и приемных). Показатели интеллекта восьмилетних детей измерялись тестами Стэнфорд-Бине и Векслера. В целом оказалось, что вклад генотипической составляющей оказался равен 0,50, как и в предыдущем исследовании. Однако зафиксировано увеличение с возрастом связи уровня интеллекта приемных детей с уровнем интеллекта их биологических родителей и тем самым показано увеличение влияние генотипа на вариативность интеллекта.

Наиболее широкой по охвату когнитивных особенностей личности стало проводимое с 1975 года Колорадское исследование приемных детей (200 семей с приемными детьми и столько же контрольных семей). В ходе этого исследования тестировались: вербальный и пространственный интеллект, перцептивная скорость, зрительная память, общий интеллект, особенности личности и темперамента. Для тестирования детей с годовалого возраста применялась шкала Бейли. Кроме того, фиксировались особенности отношения к ребенку, тип ухода за ним, готовность родителей к вербальным и эмоциональным контактам с ребенком. Приемные дети по семьям были распределены случайно. Данные исследования говорят о сходстве показателей умственного развития детей и отцов («отцовский эффект») как биологических (г = 0,45), так и неродных. Обнаружены связи между общими способностями биологических матерей и уровнем коммуникативных навыков годовалых детей, а также их способностью к подражанию.

В аналогичном Миннесотском исследовании приемных детей исследовались случаи усыновления. Интеллект семей (100 семей имеют 176 приемных детей) тестировался тестами Стэнфорд-Бине и Векслера. Данные оказались совершенно аналогичными результатам других исследований: коэффициент корреляции между интеллектом детей и их биологических родителей оказались выше, чем между интеллектом приемных детей и приемных родителей. «Материнский эффект» оказался чуть больше, чем «отцовский».

Эти исследования подтверждают гипотезу о генетической детерминации различий в уровне развития общего интеллекта и меньшем влиянии генотипа на различия в специальных познавательных способностях.

В 70-е годы Дж. Ройс выдвинул факторную генетическую модель, на основе которой делалась попытка объяснить влияния генофонда и среды на специальные познавательные способности и общий интеллект [15].

Ройс основывался на представлении о конгруэнтности «генетической» и «сре-довых» факторных структур: одни и те же показатели интеллекта в равной мере подвержены генетическим и средовым влияниям. Согласно этой модели, генетические факторы парциальных способностей влияют на их проявление в фенотипе, а фенотипы отдельных способностей определяют влияние генотипа на общие способности.

Дж. Ройс показал, что генетические и средовые детерминанты в равной мере влияют на вариативность генетических признаков. Модель Ройса подтверждается лишь наполовину: если вариации общего интеллекта на 0,5 обусловлены генотипом и на 0,5 средой, то вклад генотипа в вариацию парциальных способностей значительно меньше.

Очевидно, более справедлива иная модель:

Возникает проблема: одни и те же или разные параметры среды влияют на развитие «общего интеллекта» (среда 1) и парциальных интеллектуальных факторов (среда 2)?

Можно предположить, что эти параметры все же различны, то есть на развитие общего интеллекта решающее влияние оказывает общая «интенсивность» интеллектуального взаимодействия с социальной микросредой (значимыми взрослыми), а на развитие парциальных интеллектуальных способностей – виды материала и задач, с которыми преимущественно имеет дело ребенок при интеллектуальном взаимодействии со взрослыми.

М. С. Егорова полагает [14], что коэффициенты генетической детерминации общего интеллекта и его подфакторов примерно равны (0,4 < Н < 0,66). Но при этом упускается очень важный момент: чем выше связь общего интеллекта со специфическим фактором (по модели Спирмена), тем выше генетическая детерминация. Она максимальна для вербального и пространственного интеллекта и минимальна для перцептивных и сенсомоторных способностей.